FDD LTE網(wǎng)絡(luò)極限站間距探討

［蘇蕾］

FDD LTE網(wǎng)絡(luò)極限站間距探討

［蘇蕾］

站間距是組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要因素之一，嚴(yán)格控制站間距，結(jié)合合理取值的站點(diǎn)下傾角和方位角，是減小系統(tǒng)間干擾，提升網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。通過鏈路預(yù)算計(jì)算不同場景的小區(qū)覆蓋半徑，并通過仿真驗(yàn)證不同場景的最小站間距以期得到各場景的極限站間距，從而為日后FDD LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化提供依據(jù)。

LTE 站間距 crosswave 鏈路預(yù)算

蘇蕾

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計(jì)院有限公司，工程師，主要從事無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

1 引言

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由站點(diǎn)高度、站間距和站點(diǎn)類蜂窩布局組成，合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是減小系統(tǒng)間干擾、提升網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵，本文主要探討LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響較大的站間距。網(wǎng)絡(luò)站間距是依據(jù)小區(qū)覆蓋半徑所得，小區(qū)覆蓋半徑由最大允許路徑損耗結(jié)合特定的傳播模型計(jì)算得出，本文通過鏈路預(yù)算計(jì)算不同場景的小區(qū)覆蓋半徑，并通過仿真驗(yàn)證不同場景的最小站間距以期得到各場景的極限站間距，從而為日后FDD LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化提供依據(jù)。

2 FDD LTE理論站間距分析

考慮小區(qū)邊緣速率為下行4M/上行1M，通過鏈路預(yù)算計(jì)算出最大允許路徑損耗，結(jié)合Cost 231-Hata模型，在FDD LTE 1800M頻段下，估算出密集市區(qū)和一般市區(qū)的小區(qū)覆蓋半徑及站間距，如表1所示。

由理論計(jì)算可知，密集市區(qū)下行覆蓋站間距為723米，上行覆蓋覆蓋站間距為462米，由于LTE為上行受限系統(tǒng)，因此建議密集市區(qū)覆蓋站間距為450～600米。理論計(jì)算一般市區(qū)下行覆蓋站間距為935米，上行覆蓋站間距為594米，依據(jù)LTE上行覆蓋受限，建議一般市區(qū)覆蓋站間距為600～750米。

鏈路預(yù)算通過理論計(jì)算，給出站間距建議值，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供指導(dǎo)參數(shù)，但在實(shí)際建站過程中，受到地形、環(huán)境、物業(yè)等因素的影響，實(shí)際建設(shè)站點(diǎn)與規(guī)劃站點(diǎn)的工參常出現(xiàn)偏移，難免出現(xiàn)過近站、過遠(yuǎn)站、弱覆蓋、過覆蓋等站點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)造成影響。本文通過選取有代表性的地域，結(jié)合LTE仿真軟件Atoll，經(jīng)過周期性的補(bǔ)點(diǎn)并對比分析各區(qū)域的仿真指標(biāo)以期得出不同地域的極限站間距，為日后的FDD LTE網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)提供參考。

3 FDD LTE極限站間距探討

表1 FDD LTE鏈路預(yù)算

3.1仿真平臺(tái)介紹

本次仿真采用Forsk公司的仿真軟件Atoll，版本為Atoll 3.2.1.5871 64-bit；

硬件配置為Windows 7/16G內(nèi)存/Intel? Xeon? CPU E5-1620 v2；

電子地圖選用5米高精度地圖，投影帶為WGS84/UTM ZONE 49N；

傳播模型選用Orange Lab公司的Crosswave三維射線跟蹤模型。

3.2仿真驗(yàn)證極限站間距

本次選取深圳市密集市區(qū)東門、一般市區(qū)布吉作為仿真區(qū)域，以現(xiàn)網(wǎng)已開通站點(diǎn)作為藍(lán)本，周期性地進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)數(shù)量基本一致且參考上一次仿真結(jié)果進(jìn)行。補(bǔ)點(diǎn)時(shí)，盡量選取樓面站、避免選取高站，不可避免時(shí)則充分考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)整方向角和下傾角以保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性。

（1）密集市區(qū)——東門

東門是深圳市的老城區(qū)，南邊緊鄰羅湖火車站、北邊囊括深圳市第一人民醫(yī)院、西邊靠近深圳地標(biāo)建筑地王大廈和京基100、東邊毗鄰文錦渡口岸，是深圳市人口最密集的區(qū)域之一，該片區(qū)建筑物高度較高且90米以上的高樓較多。

本次選取東門片區(qū)仿真區(qū)域面積為5.34km2，區(qū)域內(nèi)原有站點(diǎn)數(shù)量為38個(gè)，原始站間距為403米。經(jīng)過27次補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)5個(gè)左右，該片區(qū)站點(diǎn)數(shù)共計(jì)171個(gè)，補(bǔ)點(diǎn)前與最后一次補(bǔ)點(diǎn)RSRP和SINR仿真圖如圖1所示。

東門片區(qū)26次補(bǔ)點(diǎn)共計(jì)27次仿真數(shù)據(jù)如表2所示。

圖1 東門片區(qū)仿真圖

由表2可以看出，隨著站點(diǎn)數(shù)增加，為保證覆蓋效果，站點(diǎn)下傾角逐漸加大，站高呈下降趨勢。且站間距逐漸減小，RSRP均值逐步提升，SINR均值達(dá)到峰值后呈逐步下降趨勢，站點(diǎn)數(shù)與RSRP/SINR均值關(guān)系如圖2所示。

表2 東門片區(qū)仿真數(shù)據(jù)

圖2 東門站點(diǎn)數(shù)與均值關(guān)系

從圖2可以清晰看出，隨著區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)數(shù)增多，RSRP均值逐步上升，SINR達(dá)到閾值6.77dB后開始明顯下降，此時(shí)該片區(qū)內(nèi)站點(diǎn)數(shù)為71個(gè)，平均站間距為295米。

（2）一般市區(qū)——布吉

布吉鎮(zhèn)位于深圳市中部，南鄰深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)腹心地帶羅湖區(qū)，人口密集。本次仿真所選片區(qū)不規(guī)則建筑群較多，樓高20米左右。所選片區(qū)面積為12.14km2，原片區(qū)內(nèi)站點(diǎn)數(shù)55個(gè)，原始站間距為505米。經(jīng)過18次補(bǔ)點(diǎn)，每次補(bǔ)點(diǎn)5個(gè)左右，該片區(qū)站點(diǎn)數(shù)共計(jì)155個(gè)，補(bǔ)點(diǎn)前與最后一次補(bǔ)點(diǎn)后RSRP及SINR仿真預(yù)測圖如圖3所示。

圖3 布吉片區(qū)仿真圖

該片區(qū)共計(jì)19次仿真對比數(shù)據(jù)如表3所示。

由表3可以看出，隨著站點(diǎn)數(shù)增加，站點(diǎn)下傾角逐漸加大，站高呈下降趨勢。且站間距逐漸減小，RSRP均值逐步提升，SINR均值達(dá)到峰值后呈逐步下降趨勢，站點(diǎn)數(shù)與RSRP/SINR均值關(guān)系如圖4所示。

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.08.009